JP4532560B2 - De-jitter buffer adjustment based on estimated delay - Google Patents
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Description
本開示される実施形態は、一般に、通信に関し、特に、パケット交換無線通信システムにおいて、パケットジッタを適応的に管理することに関する。 Embodiments disclosed herein generally relate to communication, and more particularly, to adaptively managing packet jitter in a packet-switched wireless communication system.
パケット交換ネットワークでは、送信側コンピュータは、連続した小さなパケットにメッセージを分解し、各パケットに、それをどこに送るのかをネットワークに伝えるアドレスをラベルする。そして、各パケットは、利用可能な最も便利なルートを経由してその目的地へ経路付けられる。これは、たとえ単一のメッセージからのパケットであっても、同じ2つの通信システム間を移動する全てのパケットが、必ずしも、同じ経路に従う必要は無いことを意味する。受信側コンピュータがパケットを受信すると、パケットを、オリジナルのメッセージに再構築する。 In a packet switched network, the sending computer breaks the message into a series of small packets and labels each packet with an address that tells the network where to send it. Each packet is then routed to its destination via the most convenient route available. This means that not all packets traveling between the same two communication systems need to follow the same path, even if they are packets from a single message. When the receiving computer receives the packet, it reconstructs the packet into the original message.
各パケットは別々に取り扱われるので、同じメッセージ内の他のパケットによって経験される遅延時間とは異なる特定の遅延量を被る。「ジッタ」(jitter)として知られている遅延におけるこの変化は、受信パケットからメッセージを再構築する場合におけるパケット遅延時間による受信側アプリケーションに対する更なる複雑さをもたらす。ジッタが修正されなければ、パケットが再構築される場合、受信メッセージは歪みを受けるだろう。 Because each packet is handled separately, it incurs a specific amount of delay that is different from the delay time experienced by other packets in the same message. This change in delay, known as “jitter”, adds additional complexity to the receiving application due to packet delay times when reconstructing messages from received packets. If the jitter is not corrected, the received message will be distorted if the packet is reassembled.
あいにく、インターネット上で動作するVoIPシステムでは、パケット遅延における変化を予測するためにデジッタ(de-jitter)バッファが使用できる利用可能な情報は無く、デジッタバッファは、そのような変化の予測に適応することはできない。その代わり、デジッタバッファは、一般に、パケット到着統計量の分析により、パケット遅延における変化を検出するために、パケットの到着を待たねばならない。したがって、デジッタバッファは受身的であり、パケット遅延変化が生じた後にのみ、調節する。多くのデジッタバッファは、全く変化することはできず、単に保守的に大きなサイズを持つように構成されている。これは、上述したように、メッセージ再生に対する不要な遅延を加えることになり、ユーザの経験を、準最適にする。したがって、変化するチャネルを有する通信システムにおいて、パケット送信からジッタを効率的に取り除くための適応性遅延管理について当該技術におけるニーズがある。 Unfortunately, in VoIP systems operating over the Internet, there is no information available that can be used by a de-jitter buffer to predict changes in packet delay, and the de-jitter buffer adapts to predict such changes. I can't do it. Instead, the de-jitter buffer typically has to wait for the arrival of a packet in order to detect changes in packet delay by analysis of packet arrival statistics. Thus, the de-jitter buffer is passive and adjusts only after packet delay changes have occurred. Many de-jitter buffers cannot change at all and are simply configured to be conservatively large in size. This adds unnecessary delay to message playback, as described above, and makes the user experience suboptimal. Therefore, there is a need in the art for adaptive delay management to efficiently remove jitter from packet transmissions in a communication system with changing channels.
本発明の1つの局面は、デジッタバッファを適応させる方法であって、この方法は、エアリンクの特性を検出することと、前記特性に基づいてパケット遅延を推定することと、前記推定されたパケット遅延に基づいてデジッタバッファを適応させることとを含む。 One aspect of the present invention is a method for adapting a de-jitter buffer, the method detecting an air link characteristic, estimating a packet delay based on the characteristic, and estimating the estimated Adapting the de-jitter buffer based on the packet delay.
本発明の別の局面は、ハンドオフ事象に先立って、デジッタバッファを適応させる方法であって、この方法は、前記ハンドオフ事象をスケジュールすることと、前記スケジュールされたハンドオフ事象に基づいてパケット遅延を推定することと、前記推定されたパケット遅延に基づいて、前記デジッタバッファを適応させることとを含む。 Another aspect of the invention is a method for adapting a de-jitter buffer prior to a handoff event, the method comprising scheduling the handoff event and packet delay based on the scheduled handoff event. Estimating and adapting the de-jitter buffer based on the estimated packet delay.
本発明の別の局面は、デジッタバッファを初期化する方法であって、この方法は、エアリンクの特性を検出することと、前記特性に基づいてパケット遅延を推定することと、前記推定されたパケット遅延に基づいて前記ジッタバッファを初期化することとを含む。 Another aspect of the present invention is a method for initializing a de-jitter buffer, the method comprising: detecting a characteristic of an air link; estimating a packet delay based on the characteristic; and Initializing the jitter buffer based on the packet delay.
また本発明の別の局面では、加入者局は、無線エアリンクによって通信信号を受信するように構成されたアンテナと、エアリンク特性の測定値を取得し、かつ前記取得したエアリンク特性の関数としてデジッタバッファサイズを計算するように構成されたプロセッサと、前記計算されたサイズに一致させることが可能な適応可能サイズを持つように構成されたデジッタバッファとを含む。 In another aspect of the present invention, the subscriber station acquires an antenna configured to receive a communication signal through a wireless air link, a measurement value of the air link characteristic, and a function of the acquired air link characteristic. And a processor configured to calculate a de-jitter buffer size and a de-jitter buffer configured to have an adaptable size that can match the calculated size.
本発明の更なる局面では、加入者局は、スケジュールされたハンドオフに関する情報を取得し、かつ前記スケジュールされたハンドオフの関数としてのパケット遅延を推定し、かつ前記推定されたパケット遅延の関数としてデジッタバッファサイズを計算するように構成されたプロセッサと、前記計算されたサイズに一致させることが可能な適応可能サイズを持つように構成されたデジッタバッファとを含む。 In a further aspect of the invention, the subscriber station obtains information about the scheduled handoff and estimates a packet delay as a function of the scheduled handoff, and a demodulator as a function of the estimated packet delay. A processor configured to calculate a jitter buffer size and a de-jitter buffer configured to have an adaptable size that can be matched to the calculated size.
また、本発明の更なる局面では、コンピュータ読取可能媒体が、デジッタバッファを適応させる方法を実行するためのコンピュータにより実行可能な命令からなるプログラムを含む。この方法は、エアリンクの特性を検出することと、前記特性に基づいてパケット遅延を推定することと、前記推定されたパケット遅延に基づいて前記デジッタバッファを適応させることとを含む。 In yet a further aspect of the invention, a computer readable medium includes a program comprising computer executable instructions for performing a method of adapting a de-jitter buffer. The method includes detecting air link characteristics, estimating packet delay based on the characteristics, and adapting the de-jitter buffer based on the estimated packet delay.
本発明の別の局面は、コンピュータ読取可能媒体が、ハンドオフ事象に先立ってデジッタバッファを適応させる方法を実行するためのコンピュータにより実行可能な命令からなるプログラムを含む。この方法は、前記ハンドオフ事象をスケジュールすることと、前記スケジュールされたハンドオフ事象に基づいてパケット遅延を推定することと、前記推定されたパケット遅延に基づいて前記デジッタバッファを適応させることとを含む。 Another aspect of the invention includes a program comprising computer-executable instructions for performing a method in which a computer-readable medium adapts a de-jitter buffer prior to a handoff event. The method includes scheduling the handoff event, estimating a packet delay based on the scheduled handoff event, and adapting the de-jitter buffer based on the estimated packet delay. .
本発明の更に別の局面では、加入者局は、無線エアリンクによって通信信号を受信する手段と、前記受信したエアリンクの特性の関数としてデジッタバッファサイズを計算する手段と、前記計算されたサイズに前記デジッタバッファが一致するように、前記デジッタバッファのサイズを適応させる手段とを含む。 In yet another aspect of the invention, the subscriber station is configured to receive a communication signal over a wireless air link, to calculate a de-jitter buffer size as a function of the received air link characteristic, and to calculate the calculated Means for adapting the size of the de-jitter buffer such that the de-jitter buffer matches the size.
本発明の更なる局面では、加入者局は、スケジュールされたハンドオフに関する情報を取得する手段と、前記スケジュールされたハンドオフの関数としてパケット遅延を推定する手段と、前記推定されたパケット遅延の関数としてデジッタバッファサイズを計算する手段と、前記計算されたサイズにデジッタバッファを一致させる手段とを含む。 In a further aspect of the invention, the subscriber station is configured to obtain information regarding scheduled handoffs, means for estimating packet delay as a function of the scheduled handoff, and as a function of the estimated packet delay. Means for calculating a de-jitter buffer size and means for matching the de-jitter buffer to the calculated size.
回線交換は、100年間以上にわたって電話線ネットワークによって使用されてきた。2つの当事者間で通話がなされる場合、そのコネクションは、その通話の全持続時間にわたって維持される。しかしながら、その時間中に送信されたデータの多くは、無駄となる。例えば、一方が話している間、他方は聞いており、コネクションの半分だけが使用されている。更に、多くの会話における大部分の時間は、どちらも話をしていない沈黙時間を含む。従って、回線交換ネットワークは、連続的に開いたコネクション上で、不要な通信データを送ることによって、利用可能な帯域幅を実際に無駄にしている。 Circuit switching has been used by telephone line networks for over 100 years. When a call is made between two parties, the connection is maintained for the entire duration of the call. However, much of the data transmitted during that time is wasted. For example, while one is speaking, the other is listening and only half of the connection is used. In addition, most of the time in many conversations includes silent time when neither is speaking. Thus, circuit switched networks actually waste available bandwidth by sending unnecessary communication data over continuously open connections.
その間ずっと回線交換ネットワーク中でデータを受け渡す代わりに、(例えばインターネットのような)多くのデータネットワークは、一般に、パケット交換として知られている方法を使用する。パケット交換は、あるシステムから別のシステムへ、「パケット」と呼ばれるデータの小さな塊(chunk)を送るのに丁度良い長さの2つの通信システム間のコネクションを開く。これらの短いコネクションは、データパケットの受け渡しのために繰り返し開かれるが送られるデータがない場合には、維持されない。パケット交換ネットワークでは、送信側コンピュータは、連続した小さなパケットにメッセージを分解し、各パケットに、それをどこに送るのかをネットワークに伝えるアドレスをラベルする。そして、各パケットは、利用可能な最も便利なルートを経由してその目的地へ経路付けられる。これは、たとえ単一のメッセージからのパケットであっても、同じ2つの通信システム間を移動する全てのパケットが、必ずしも、同じ経路に従う必要は無いことを意味する。受信側コンピュータがパケットを受信すると、パケットを、オリジナルのメッセージに再構築する。 Instead of passing data through circuit-switched networks all the time, many data networks (such as the Internet) generally use a method known as packet switching. Packet switching opens a connection between two communication systems of just the right length to send a small chunk of data called a “packet” from one system to another. These short connections are not maintained if they are repeatedly opened for passing data packets but no data is sent. In a packet switched network, the sending computer breaks the message into a series of small packets and labels each packet with an address that tells the network where to send it. Each packet is then routed to its destination via the most convenient route available. This means that not all packets traveling between the same two communication systems need to follow the same path, even if they are packets from a single message. When the receiving computer receives the packet, it reconstructs the packet into the original message.
回路交換された音声通信は、パケット交換ネットワーク上でエミュレートされる。ボイスオーバIP(VoIP)として知られているIP電話通信は、音声通信のためにパケット交換を使用し、回路交換に対して幾つかの利点をもたらす。例えば、パケット交換によってもたらされる帯域幅節約によって、回路交換ネットワークでは唯一の電話通話によって占有されるネットワーク空間(帯域幅)の量を、幾つかの電話通話が占有することが可能となる。しかしながら、VoIPは、遅延に敏感なアプリケーションであると知られている。送信されたメッセージは、少なくともある量のパケットが受信され、再構築されるまでは受信者は聞くことができないので、受信パケットにおける遅延は、メッセージ全体の送信レート、及び送信されたメッセージをタイムリーに再構築するための受信側通信システムの能力に悪影響を及ぼすかもしれない。 Circuit switched voice communications are emulated on a packet switched network. IP telephony, known as Voice over IP (VoIP), uses packet switching for voice communication and provides several advantages over circuit switching. For example, the bandwidth savings provided by packet switching allows several telephone calls to occupy the amount of network space (bandwidth) occupied by only one telephone call in a circuit switched network. However, VoIP is known to be a delay sensitive application. Since a transmitted message cannot be heard by the recipient until at least a certain amount of packets have been received and reassembled, the delay in the received packet will cause the transmission rate of the entire message and the transmitted message to be timely. May adversely affect the ability of the receiving communication system to rebuild.
パケット送信における遅延は、例えば、通信データをパケット化するために必要な処理時間、パケット処理時におけるハードウェア及びソフトウェア遅延、及びパケットのディスパッチのために時間を浪費する方法を用いる複雑なオペレーティングシステムによって引き起こされる。また、通信ネットワーク自身が、パケット配信時間における遅延をもたらす場合もある。そのような遅延によってもたらされる不便さは、パケット交換システムにおいて、各パケットが、異なる量の遅延時間を経験するという事実によって増大される。各パケットは別々に取り扱われるので、同じメッセージ内の他のパケットによって経験される遅延時間とは異なる特定の遅延量を被る。「ジッタ」として知られている遅延におけるこの変化は、受信したパケットからメッセージを再構築する際に、パケット遅延時間を考慮しなければならない受信機側アプリケーションに更なる複雑さをもたらす。ジッタが修正されなければ、パケットが再構築される場合、受信メッセージはひずみを受けるだろう。 Delays in packet transmission can be caused, for example, by complex operating systems that use processing time required to packetize communication data, hardware and software delays during packet processing, and time-consuming methods for packet dispatch. Is caused. In addition, the communication network itself may introduce a delay in packet delivery time. The inconvenience caused by such delays is increased by the fact that in a packet switched system, each packet experiences a different amount of delay time. Because each packet is handled separately, it incurs a specific amount of delay that is different from the delay time experienced by other packets in the same message. This change in delay, known as “jitter”, adds further complexity to receiver-side applications that must consider packet delay times when reconstructing messages from received packets. If the jitter is not corrected, the received message will be distorted if the packet is reassembled.
パケット送信におけるジッタの効果を弱めることを試みる1つの方法は、デジッタバッファを使用することを含む。一般に、デジッタバッファは、受信機側において、更なる遅延を加えることによって、遅延変化を取り除く。この遅延時間の実施によって、デジッタバッファは、パケットが到着すると、保持領域にキューすることができる。デジッタバッファに到着するパケットは、一貫していない時間に到着するかもしれないが、これらパケットは、一貫したタイミングで受信機側プロセッサによって取得される。プロセッサは単に、必要なときに、デジッタバッファ内のキューからパケットを取得する。従って、デジッタバッファは、ある量の追加遅延をパケット到着時刻に加えることにより、パケット取得をスムーズに行うことができる。 One method that attempts to reduce the effects of jitter in packet transmission involves using a de-jitter buffer. In general, the de-jitter buffer removes delay changes by adding further delay at the receiver side. By implementing this delay time, the de-jitter buffer can be queued in the holding area when a packet arrives. Packets arriving at the de-jitter buffer may arrive at inconsistent times, but these packets are acquired by the receiver processor at consistent timing. The processor simply gets the packet from the queue in the de-jitter buffer when needed. Therefore, the de-jitter buffer can perform packet acquisition smoothly by adding a certain amount of additional delay to the packet arrival time.
一例として、デジタル音声通信の場合、情報の連続フローは、通常、20ミリ秒毎に音声パケットを含む。不変のチャネルが、20ミリ秒毎にパケットを配信できるのであれば、デジッタバッファは必要ではない。なぜなら、受信機は既に、一貫した20ミリ秒の到着レートでパケットにアクセスしているからである。しかしながら、処理遅延等によって、一貫していないレートでパケットを配信する可変チャネルの場合、デジッタは、受信機側において、パケットレートを平滑化することが要求される。一般に、そのようなデジッタバッファによって加えられる追加遅延は、送信中にパケット到着のない最長実行長さに設定される。例えば、送信が、パケット到着間に80ミリ秒の実行を含み、かつこれが最長のパケットの無い実行である場合、デジッタバッファは、そのギャップに適応するために、少なくとも80ミリ秒のサイズであるべきである。しかしながら、そのような大きなデジッタバッファは、40ミリ秒の最長のパケットの無い実行を持つ可変チャネルには必要無いであろう。この場合、80ミリ秒のデジッタバッファは単に、不要な40ミリ秒の遅延を通信フローにおいて実施するであろう。あるいは、デジッタバッファは、40ミリ秒のサイズであることのみが必要であろう。 As an example, for digital voice communications, a continuous flow of information typically includes voice packets every 20 milliseconds. A de-jitter buffer is not necessary if the persistent channel can deliver packets every 20 milliseconds. This is because the receiver is already accessing packets at a consistent 20 ms arrival rate. However, in the case of a variable channel that delivers packets at an inconsistent rate due to processing delays, etc., de-jitter requires that the receiver side smooth the packet rate. In general, the additional delay added by such a de-jitter buffer is set to the longest running length with no packet arrival during transmission. For example, if the transmission includes 80 ms execution between packet arrivals and this is an execution without the longest packet, the de-jitter buffer is at least 80 ms in size to accommodate the gap. Should. However, such a large de-jitter buffer would not be necessary for a variable channel with an execution without the longest packet of 40 milliseconds. In this case, the 80 millisecond de-jitter buffer would simply implement an unnecessary 40 millisecond delay in the communication flow. Alternatively, the de-jitter buffer would only need to be 40 milliseconds in size.
無線通信システムは多様であり、しばしば不変チャネル、可変チャネル、及び高可変チャネルを含む。したがって、高可変チャネルで良好に動作する大型のデジッタバッファは、デジッタバッファを必要としない不変チャネルに対しては過剰設備である。しかしながら、デジッタバッファが小さすぎれば、高可変チャネルにおけるジッタをフィルタすることができないであろう。また、小型のデジッタバッファは、パケットの大きなバーストが到着した際に、(パケットの再生に追いつくために)幾つかのパケットを喪失するかもしれないし、パケットが到着しない間、長い送信の実行中、パケットが減少するかもしれない。 Wireless communication systems are diverse and often include invariant channels, variable channels, and highly variable channels. Thus, a large de-jitter buffer that works well with highly variable channels is over-equipped for an invariant channel that does not require a de-jitter buffer. However, if the de-jitter buffer is too small, it will not be possible to filter the jitter in the highly variable channel. Also, a small de-jitter buffer may lose some packets (to catch up with packet playback) when a large burst of packets arrives, and a long transmission is in progress while no packets arrive , Packets may decrease.
あいにく、インターネット上で動作するVoIPシステムでは、デジッタバッファが、パケット遅延における変化を予測するために使用できる情報は無く、デジッタバッファは、そのような変化の予測に適応することができない。その代わり、デジッタバッファは一般に、パケット到着統計量を分析することにより、パケット遅延における変化を検知するために、パケットの到着を待たねばならない。したがって、デジッタバッファは受身的であり、パケット遅延変化が生じた後にのみ、調節する。多くのデジッタバッファは、全く変化することはできず、単に保守的に大きなサイズを持つように構成されている。これは、上述したように、メッセージ再生に対する不要な遅延を加えることになり、ユーザの経験を、準最適にする。したがって、可変チャネルを持っている通信システムでのパケット送信から効率的にジッタを取り除くための適応性のある遅延管理について当該技術におけるニーズがある。 Unfortunately, in VoIP systems operating on the Internet, there is no information that the de-jitter buffer can use to predict changes in packet delay, and the de-jitter buffer cannot adapt to predict such changes. Instead, the de-jitter buffer typically must wait for the arrival of a packet in order to detect changes in packet delay by analyzing packet arrival statistics. Thus, the de-jitter buffer is passive and adjusts only after packet delay changes have occurred. Many de-jitter buffers cannot change at all and are simply configured to be conservatively large in size. This adds unnecessary delay to message playback, as described above, and makes the user experience suboptimal. Accordingly, there is a need in the art for adaptive delay management to efficiently remove jitter from packet transmissions in a communication system having a variable channel.
図1は、複数のユーザをサポートし、本開示の少なくとも幾つかの局面と実施形態とを実現することが可能な無線通信システム100を例示する。この通信システム100は、複数のセル102A〜102Gに通信機能を提供する。セルの各々は、それぞれ対応する基地局104A〜104Gによってサービス提供される。例示的な実施形態では、基地局104のうちの幾つかは、複数の受信アンテナを有し、他は、1つのみの受信アンテナを有する。同様に、基地局104のうちの幾つかは、複数の送信アンテナを有し、他は、単一の送信アンテナを有する。送信アンテナと受信アンテナとの組合せに限定はない。従って、基地局104が、複数の送信アンテナと単一の受信アンテナを持っていても、複数の受信アンテナと単一の送信アンテナを持っていても、共に複数の送信アンテナと受信アンテナ、あるいは共に単一の送信アンテナと受信アンテナを持っていることも可能である。複数のユーザは、個々の加入者局106A〜106Jを用いて通信システム100にアクセスしうる。本明細書で用いている用語「加入者局」は、車載電話、セルラ電話、衛星電話、パーソナルデジタルアシスタント、あるいはその他任意の遠隔局又は無線通信デバイスを称する。
FIG. 1 illustrates a
この例示する無線通信システム100は、例えば、符号分割多元接続(CDMA)技術を利用する。CDMA通信システムは、スペクトル拡散通信に基づいた変調及び多元接続スキームである。CDMA通信システムでは、多くの信号が同じ周波数スペクトルを共有し、その結果、ユーザ容量の増加をもたらす。これは、キャリアを変調する異なる準ランダムなバイナリシーケンスを用いて各信号を送信することによって達成される。これによって、信号波形のスペクトルを拡散する。送信された信号は、対応する準ランダムなバイナリシーケンスを用いて所望の信号のスペクトルを逆拡散する相関器によって、受信機内で分離される。準ランダムなバイナリシーケンスが一致しない望まれない信号は、帯域幅において逆拡散されず、雑音にのみ寄与する。
The illustrated
更に詳しくは、CDMAシステムは、地上リンクによってユーザ間の音声及びデータ通信を可能にする。CDMAシステムでは、ユーザ間の通信は1又は複数の基地局を通って導かれる。無線通信において、「順方向リンク」は、信号が基地局から加入者局へ移動するチャネルを称し、「逆方向リンク」は、信号が加入者局から基地局へ移動するチャネルを称する。逆方向リンクでデータを基地局へ送信することによって、第1の加入者局の第1のユーザは、第2の加入者局の第2のユーザと通信する。基地局は、第1の加入者局からデータを受信し、このデータを、第2の加入者局にサービス提供している基地局へ経路付ける。加入者局の位置によって、加入者局は、単一の基地局、又は複数の基地局の両方によってサービス提供されうる。何れの場合であれ、第2の加入者局にサービス提供する基地局は、順方向リンクでデータを送りうる。第2の加入者局と通信する代わりに、第1の加入者局は、サービス提供する基地局との接続を介して、地上インターネットを用いても通信するかもしれない。 More particularly, CDMA systems allow voice and data communication between users over terrestrial links. In a CDMA system, communication between users is routed through one or more base stations. In wireless communications, “forward link” refers to the channel through which the signal travels from the base station to the subscriber station, and “reverse link” refers to the channel through which the signal travels from the subscriber station to the base station. By transmitting data on the reverse link to the base station, the first user of the first subscriber station communicates with the second user of the second subscriber station. The base station receives data from the first subscriber station and routes this data to the base station serving the second subscriber station. Depending on the location of the subscriber station, the subscriber station can be served by a single base station or by both multiple base stations. In any case, the base station serving the second subscriber station can send data on the forward link. Instead of communicating with a second subscriber station, the first subscriber station may also communicate using the terrestrial Internet via a connection with a serving base station.
当業者によって理解されるように、CDMAシステムは、例えば以下のような1又は複数の規格をサポートするように設計されうる。(1)本明細書でIS−95規格と称する"TIA/EIA/IS-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System"、(2)本明細書でW−CDMA規格と称され、本明細書で3GPPと称する"3rd Generation Partnership Project"と命名されたコンソーシアムによって提案され、ドキュメント番号3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213、3G TS 25.214、及び3G TS 25.302を含むドキュメントのセットで具体化された規格、(3)以前IS−2000MCと呼ばれ、本明細書でcdma2000と称され、本明細書で3GPPS及びTR−45.4と称する"3rd Generation Partnership Project 2"と命名されたコンソーシアムによって提案された規格、又は(4)その他の幾つかの無線規格。 As will be appreciated by those skilled in the art, a CDMA system may be designed to support one or more standards, for example: (1) "TIA / EIA / IS-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" referred to as IS-95 standard in this specification, (2) W- in this specification Proposed by a consortium named “3rd Generation Partnership Project”, referred to as the CDMA standard and referred to herein as 3GPP, document numbers 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213, 3G TS 25.214, and 3G TS 25.302 (3) formerly referred to as IS-2000MC, referred to herein as cdma2000, referred to herein as 3GPPS and TR-45.4, "3rd Generation Partnership Project" A standard proposed by a consortium named 2 ", or (4) some other radio standard.
無線データ送信に対する増加する需要、及び無線通信技術によって利用可能なサービスの膨張は、具体的なデータサービスの発展をもたらした。そのような1つのサービスは、高データレート(HDR)と呼ばれる。そのようなHDRサービスは、例えば、「HDR仕様」と称される"EIA/TIA-IS856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"で提案されている。HDRサービスは、一般に、無線通信システムにおいてデータのパケットを送信する効率的な方法を提供する音声通信システムへのオーバーレイである。送信されるデータ量と、送信数が増加するとともに、ラジオ送信に利用可能な限定された帯域幅は、決定的なリソースになる。 The increasing demand for wireless data transmission and the expansion of services available through wireless communication technology has led to the development of concrete data services. One such service is called high data rate (HDR). Such an HDR service is proposed in, for example, “EIA / TIA-IS856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification” called “HDR specification”. An HDR service is generally an overlay to a voice communication system that provides an efficient way to transmit packets of data in a wireless communication system. As the amount of data transmitted and the number of transmissions increase, the limited bandwidth available for radio transmission becomes a critical resource.
HDRサービスをサポートする通信システムの1つの例は、1xEvolution Data Optimized(「1xEV/DO」)と称される。1xEV−DOは、電気通信工業会によって、TIA/EIA/IS−856、「cdma2000 高レートパケットデータエアインタフェース仕様(cdma2000, High Rate Packet Data Air Interface Specification)」として規格化された。1xEV−DOは、高性能及び低コストのパケットデータサービスのために最適化され、個人の無線広帯域サービスを、広範囲の利用者にもたらす。本明細書の教示は、1xEV−DOシステムのみならず、限定される訳ではないがW−CDMA及び1xRTTを含むHDRシステムのその他のタイプにも適用可能である。本明細書における教示は、CDMAシステムに限定されず、直交周波数分割多重化(OFDM)及びその他の無線技術やインタフェースにも等しく適用可能であることも理解されるべきである。 One example of a communication system that supports HDR services is referred to as 1xEvolution Data Optimized ("1xEV / DO"). 1xEV-DO has been standardized by the Telecommunications Industry Association as TIA / EIA / IS-856, “cdma2000, High Rate Packet Data Air Interface Specification” (cdma2000, High Rate Packet Data Air Interface Specification). 1xEV-DO is optimized for high performance and low cost packet data services, bringing personal wireless broadband services to a wide range of users. The teachings herein are applicable not only to 1xEV-DO systems, but also to other types of HDR systems, including but not limited to W-CDMA and 1xRTT. It should also be understood that the teachings herein are not limited to CDMA systems but are equally applicable to orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and other radio technologies and interfaces.
可変レートデータ要求スキームを適用するHDR通信システムが図2に示される。HDR通信システム200は、1xEV−DOあるいは他のタイプのHDR通信システムのような高データレートにおいて送信するように設計されたCDMA通信システムを含みうる。HDR通信システム200は、基地局206への逆方向リンクでデータを送信することにより、地上ベースのデータネットワーク204と通信する加入者局202を含みうる。
An HDR communication system applying a variable rate data request scheme is shown in FIG. The
基地局206は、データを受信し、基地局コントローラ(BSC)208を経由して、地上ベースのネットワーク204へデータを経路付ける。反対に、加入者局202への通信は、地上ベースのネットワーク204から、BSC208を経由して基地局206へ経路付けられ、順方向リンクで、基地局206から加入者ユニット202へ送信される。当業者は理解するであろうが、順方向のリンク送信は、基地局206と、1又は複数の加入者局202(複数は図示せず)との間で起こりうる。同様に、逆方向リンク送信は、1つの加入者局202と、1又は複数の基地局206(複数は図示せず)との間で起こりうる。
例示するHDR通信システムでは、基地局206から加入者局202への順方向リンクデータ送信は、順方向リンクによってサポートされる最大又はおおよそ最大のデータレートで起こりうる。初めに、加入者局202は、予め定めたアクセス手順を使用して、基地局206との通信を確立しうる。この接続状態で、加入者局202は、基地局206からデータと制御メッセージを受信することができ、このデータ及び制御メッセージを基地局206へ送信することができる。
In the exemplary HDR communication system, forward link data transmission from
一旦接続されると、加入者局202は、基地局206からの順方向リンク送信のキャリア対干渉比(C/I)を推定しうる。順方向リンク送信のC/Iは、基地局206からのパイロット信号を測定することにより得ることができる。このC/I推定に基づいて、加入者局202は、データ要求チャンネル(DRCチャネル)で、データ要求メッセージ(DRCメッセージ)を基地局206へ送信しうる。DRCメッセージは、要求されたデータレート、あるいは、例えばC/I測定値自身、ビット誤り率、又はパケット誤り率のような順方向リンクチャネルの品質表示を含んでおり、これらから、適切なデータレートを識別することができる。あるいは、加入者局202は、チャネル品質を連続的にモニタし、加入者局202が次のデータパケット送信を受信可能なデータレートを計算する。何れの場合も、基地局206は、可能な限り高いレートで、順方向リンクデータを効率的に送信するために、加入者局からのDRCメッセージを用いる。
Once connected, the
図3は、典型的なHDR通信システム300の基本サブシステムを例示するブロック図である。BSC302は、典型的なHDR通信システム(簡略のために唯一のRFユニット308のみが示されている)におけるパケットネットワークインタフェース304、PSTN306、及び全ての基地局とインタフェースする。RFユニット308は、BSC302の制御のもと、アンテナ310を経由して加入者局へ通信データを送信しうる。BSC302は、典型的なHDR通信システムにおける多数の加入者局と、パケットネットワークインタフェース304及びPSTN306に接続された他のユーザとの間の通信を調整しうる。PSTN306は、標準的電話網(図示せず)を介してユーザとインタフェースしうる。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a basic subsystem of a typical
データソース314は、目標加入者局へ送信されるデータを含みうる。データソース314は、パケットネットワークインタフェース304にデータを供給しうる。パケットネットワークインタフェース304は、データを受信し、それらをBSC302に経路付ける。そしてBSC302は、目標加入者局と通信しているRFユニット308にデータを送る。そして、RFユニット308は、データパケットの各々に制御フィールドを挿入する。これにより、フォーマットされたパケットになる。RFユニット308は、このフォーマットされたデータパケットを符号化し、符号化されたパケット内のシンボルをインタリーブ(再調整)する。次に、インタリーブされた各パケットが、スクランブリングシーケンスでスクランブルされ、Walshカバーでカバーされる。このスクランブルされたデータパケットはその後、パイロット信号及び電力制御ビットを収容するためにパンクチャされ、長PN符号、短PNI及びPNQ符号で拡散される。この拡散されたデータパケットは、直交変調され、フィルタされ、増幅される。当業者であれば、他の信号処理方法もまた同様に実行され、本明細書における教示は、上述した具体的処理ステップに限定されないことを理解するであろう。処理後、順方向リンク信号が、アンテナ310を介してエアによって順方向リンクで目標加入者局へ送信されうる。データシンク316は、データを受信し、受信したデータを格納するために提供される。
上述したハードウェアは、順方向リンクによるデータ、メッセージ、音声、ビデオ、及びその他の通信の可変レート送信をサポートする。順方向リンクと逆方向リンクとの両方のデータレートは、加入者局における信号強度及び雑音環境の変化に適合するために変化しうる。そのような変化は、パケット遅延の変化、つまりジッタに帰着しうる。例えば、RFユニット308は、逆方向アクティビティ(RA)ビットによって加入者局の伝送レートを制御しうる。RAビットは、基地局から加入者局へ送られる信号であり、逆方向リンクがどれくらい負荷があるのか(つまり、どれくらい多くのデータが、逆方向リンクで送られているのか)を示している。加入者局がそのアクティブセットに1より多くの基地局を持っている場合、加入者局は、各基地局からRAビットを受信しうる。本明細書で使用されている用語「アクティブセット」は、加入者局が通信する基地局を指す。受信したRAビットは、逆方向トラフィックチャネル干渉の全体が、ある値よりも上にあるかどうかを示しうる。これは、次に、加入者局が、逆方向リンクでそのデータレートを増加させるか減少させるかを示すだろう。同様に、トラフィックチャネル有効(TCV)ビットは、基地局から加入者局へ送られる信号であり、何人のユーザがセクタ内に存在するのかを示す。TCVビットは、順方向リンクにどれだけ負荷がかかっているのかを正確には示さないが、セクタ負荷に幾分関連しうる。従って、TCVビットは、加入者局が、順方向リンクでの送信のデータレート要求を増加あるいは減少できるかを示しうる。何れの場合も、データレートの変化は、パケット遅延の変化、すなわちジッタを引き起こしうる。
The hardware described above supports variable rate transmission of data, messages, voice, video, and other communications over the forward link. Both forward link and reverse link data rates may vary to accommodate changes in signal strength and noise environment at the subscriber station. Such changes can result in packet delay changes, ie jitter. For example, the
データ送信レートはまた、他の信号品質の徴候によって調節されうる。上述したように、通信における信号品質は、チャネルのC/Iを測定することによって決定される。当業者であれば、チャネル品質を決定する他の方法も同様に使用されうることを理解するだろう。例えば、信号対干渉及び雑音比(SINR)又はビット誤り率(BER)は、信号品質を示す測定可能な特性である。信号品質の変化が検出される場合、送信は、それに従って、増加されるかもしれないし減少するかもしれない。また、そのような変化は、パケットジッタになるかもしれない。 The data transmission rate can also be adjusted by other signal quality indications. As described above, signal quality in communication is determined by measuring the C / I of the channel. One skilled in the art will appreciate that other methods of determining channel quality can be used as well. For example, signal-to-interference and noise ratio (SINR) or bit error rate (BER) are measurable characteristics that indicate signal quality. If a change in signal quality is detected, the transmission may be increased or decreased accordingly. Such changes may also result in packet jitter.
データ送信レートへの影響に加えて、信号品質測定値は、「ハンドオフ」として知られている事象を引き起こすかもしれない。例えば、加入者局が、第1の位置から第2の位置へ移動すると、チャネルの品質は下がるかもしれない。しかしながら、加入者局は、第2の位置に近い基地局との、より高品質の接続を確立できるかもしれない。従って、ソフトハンドオフ手順は、ある基地局から別の基地局へ通信を転送するために始められるかもしれない。ソフトハンドオフは、データが加入者局へ送られる別のセクタを選択するプロセスである。新たなセクタが選択された後、オリジナルの基地局との既存のエアトラフィックリンクを断つ前に、(選択されたセクタ内の)新たな基地局と、エアトラフィックリンクが確立される。このアプローチは、損失される通話の確率を下げるだけでなく、ハンドオフをユーザに事実上検知できなくする。 In addition to affecting the data transmission rate, signal quality measurements may cause an event known as “handoff”. For example, when a subscriber station moves from a first location to a second location, the channel quality may decrease. However, the subscriber station may be able to establish a higher quality connection with the base station close to the second location. Thus, a soft handoff procedure may be initiated to transfer communication from one base station to another. Soft handoff is the process of selecting another sector where data is sent to the subscriber station. After a new sector is selected, an air traffic link is established with the new base station (in the selected sector) before breaking the existing air traffic link with the original base station. This approach not only reduces the probability of a lost call, but also makes the handoff virtually undetectable to the user.
ソフトハンドオフは、加入者局が第2の位置に接近して、第2の基地局からのパイロット信号強度の増加を検知し、この情報を、第1の基地局を介してBSCに報告することによって開始される。そして、第2の基地局は加入者局のアクティブセットに追加され、エアトラフィックリンクが確立される。そして、BSCは、アクティブセットから第1の基地局を削除し、加入者局と第1の基地局との間のエアトラフィックリンクをティアダウンする。 Soft handoff is when the subscriber station approaches the second location, detects an increase in pilot signal strength from the second base station, and reports this information to the BSC via the first base station. Started by. The second base station is then added to the subscriber station's active set and an air traffic link is established. The BSC then deletes the first base station from the active set and tears down the air traffic link between the subscriber station and the first base station.
従って、信号品質の様々な兆候は、無線通信システムにおける順方向リンクと逆方向リンクとの両方によるパケット送信レートを調節するために使用される。しかしながら、上述したように、そのような変化はまた、加入者局におけるパケット遅延に影響するかもしれない。従って、デジッタバッファは、適応可能なサイズを持つように構成される。これによって、そのような変化が起こる前に、変化に適応することができる。 Accordingly, various indications of signal quality are used to adjust the packet transmission rate over both the forward and reverse links in a wireless communication system. However, as noted above, such changes may also affect packet delay at the subscriber station. Accordingly, the de-jitter buffer is configured to have an adaptable size. This allows adaptation to such changes before they occur.
図4は、図3に関連して上述したようにフォーマットされ送信された通信データを受信するように構成された加入者局400を例示する。目標加入者局400では、順方向リンク信号402は、アンテナ404によって受信され、フロントエンド受信機406に経路付けられうる。フロントエンド受信機406は、信号のフィルタリング、増幅、直交変調、及び量子化を行う。このデジタル化された信号は、復調器(DEMOD)408に供給され、ここで、短PNI及びPNQ符号を用いて逆拡散され、Walshカバーでデカバされる。この復調されたデータは、デコーダ410に供給され、ここで、基地局208でなされた信号処理機能の逆、具体的には、逆インタリーブ、復号、及びCRCチェック機能が実行される。加入者局400では、その他の信号処理構成が実現されうる。そして、上記特定した具体的な機能は、例示目的のみのためであることが理解されるべきである。一般に、加入者局400における処理は、基地局で引き起こる信号処理と順応して動作しうる。何れの場合であれ、処理後、復号されたデータは、加入者局400のデータシンク414に提供されうる。
FIG. 4 illustrates a
データシンク414への提供に先立ち、この復号されたデータは、デジッタバッファ412内に保持されうる。デジッタバッファ412は、各データパケットに、ある量の遅延を加えうる。更に、デジッタバッファは、別のデータパケットには、別の量の遅延を加えうる。従って、ジッタの増加が予測される場合、デジッタバッファは、より長い遅延時間を加えるためにサイズを増加し、ジッタの減少が予測される場合、デジッタバッファは、より短い遅延時間を加えるためにサイズを減少する。そうするために、デジッタバッファは、適応可能なサイズを持つように構成されうる。
Prior to provision to data sink 414, this decoded data can be held in
デジッタバッファは、「時間ワープ」と称される処理を通じてそのサイズを適応させうる。時間ワープは、本明細書に記載したようなデジッタバッファ内で、パケットのようなスピーチフレームを圧縮又は拡張する処理である。例えば、デジッタバッファが減り始める(begins to deplete)場合、加入者局において動作するアプリケーションによってデジッタバッファから取得されると、時間ワープは、パケットを拡張する。デジッタバッファが、現在計算されたデジッタバッファサイズよりも大きくなる場合、時間ワープは、取得されたパケットを圧縮する。 The de-jitter buffer can adapt its size through a process called “time warp”. Time warp is the process of compressing or expanding a speech frame, such as a packet, in a de-jitter buffer as described herein. For example, if the dejitter buffer begins to deplete, the time warp extends the packet as it is obtained from the dejitter buffer by an application operating at the subscriber station. If the de-jitter buffer becomes larger than the currently calculated de-jitter buffer size, the time warp compresses the acquired packet.
データパケットの圧縮及び拡張は、パケットが、加入者局において、到着レートに関連して取得されるレートで増加又は減少することに例えられる。例えば、パケットが到着し、デジッタバッファに20ミリ秒毎に一度入るが、40ミリ秒毎に一度取得される場合、拡張されている。これは、デジッタバッファのサイズを効果的に増加させ、送信する2倍のパケットを受信する。同様に、パケットが到着し、デジッタバッファに20ミリ秒毎に一度入るが、10ミリ秒毎に一度取得される場合、圧縮されている。これは、デジッタバッファのサイズを効果的に減少させ、送信する半分のパケットを受信する。デジッタバッファ内のパケットに適用されるこの拡張量は、例えば50〜75%(すなわち、20ミリ秒から30〜35ミリ秒)でありうる。デジッタバッファ内のパケットに適用されるこの圧縮量は、例えば25%(すなわち20ミリ秒から15ミリ秒)でありうる。これら圧縮レートは、音声品質の深刻な低下を防ぐかもしれないが、当業者は、他のレートも効果的に使用されうることを理解するであろう。 The compression and expansion of data packets is likened to increasing or decreasing of packets at a rate obtained at the subscriber station in relation to the arrival rate. For example, if a packet arrives and enters the de-jitter buffer once every 20 milliseconds, but is acquired once every 40 milliseconds, this is expanded. This effectively increases the size of the de-jitter buffer and receives twice as many packets to transmit. Similarly, if a packet arrives and enters the de-jitter buffer once every 20 milliseconds, but is acquired once every 10 milliseconds, it is compressed. This effectively reduces the size of the de-jitter buffer and receives half of the packets to transmit. This amount of extension applied to the packets in the de-jitter buffer can be, for example, 50-75% (ie, 20 ms to 30-35 ms). This amount of compression applied to the packets in the de-jitter buffer may be, for example, 25% (ie 20 to 15 milliseconds). While these compression rates may prevent severe degradation of voice quality, those skilled in the art will appreciate that other rates can be used effectively.
デジッタバッファと通信するプロセッサ416は、エアリンクの特性の関数として、遅延量(つまり、デジッタバッファのサイズ)を計算しうる。これら特性は、加入者局400によって測定され、プロセッサ416によって使用されて、更に詳細に説明するように、適切なデジッタバッファサイズが計算される。
A
無線通信システムでは、ある測定可能な情報は、加入者局で経験されたパケットジッタと大きく相関しうる。例えば、上述したように、パケット配信遅延の変化に対する決定的に寄与しているのは、通信システムで使用されているエアインタフェースである。特に、1xEV−DOシステムでは、セクタ負荷が、エンドトゥエンドメッセージ遅延及びパケットジッタに相関している。セクタ負荷は、例えば、RAビット又はTCVビットに基づいて推定されうる。信号品質もまたパケットジッタに相関している。例えば、平均セクタ信号品質は、エンドトゥエンドメッセージ遅延に相関する一方、セクタ信号品質の変化は、パケットジッタに相関している。更に、基地局間のハンドオフは、ジッタに相関している。これらの関係に基づいて、本明細書に開示のデジッタバッファ412は、高度な性能を適応的に提供する。デジッタバッファサイズの適応は、例えば、初期化時、安定状態動作中、及びハンドオフ中に生じうる。
In a wireless communication system, some measurable information can be highly correlated with the packet jitter experienced at the subscriber station. For example, as described above, it is the air interface used in the communication system that contributes decisively to changes in packet delivery delay. In particular, in 1xEV-DO systems, sector load is correlated to end-to-end message delay and packet jitter. The sector load can be estimated based on, for example, RA bits or TCV bits. Signal quality is also correlated to packet jitter. For example, average sector signal quality correlates with end-to-end message delay, while changes in sector signal quality correlate with packet jitter. Furthermore, handoff between base stations is correlated to jitter. Based on these relationships, the
セクタ負荷、信号品質、及び信号品質変化は、初期化時における動作向上のために、デジッタバッファに対する入力として使用されうる。既に説明したように、デジッタバッファは、ジッタの正確な程度が判定される前であっても、十分な遅延が到着パケットに加えられることを保証するために、一般に、保守的な値で初期化される。本明細書で開示された例示的なデジッタバッファ412では、パケットに含まれるパケット到着統計量の他の情報が、初期化のための現実的な値を決定するための入力として使用されうる。例えば、セクタ負荷が低く、加入者局で受信された信号品質が高く、この信号品質の変化が低いのであれば、加入者局400は、静止している及び/又は良好な受信領域にあると考えられうる。そのような好ましい状況では、ジッタは小さいと推定され、デジッタバッファは、小さなサイズを持つように構成されうる。上述するように、セクタ負荷は、RAビット又はTCVビットによって決定されうる。これらのビットは、基地局からアンテナ404を介して受信され、プロセッサ416によって解釈されうる。そして、プロセッサ416は、それに従って適応するようにデジッタバッファ412に指示しうる。従って、例示しているデジッタバッファは、保守的かつ不必要に長い遅延値で初期化される必要はない。VoIPの場合、デジッタバッファのための低い初期値は、ユーザのVoIPコールの始めにおける小さな遅延に変わるので、ユーザのために改良されたサービスとなる。
Sector loading, signal quality, and signal quality changes can be used as inputs to the de-jitter buffer to improve operation during initialization. As already explained, a de-jitter buffer is generally initially set at a conservative value to ensure that sufficient delay is added to the incoming packet even before the exact degree of jitter is determined. It becomes. In the
例えば定常状態動作中のように、初期化後、セクタ内の信号品質は、デジッタバッファ動作の向上のために使用されても良い。信号品質の変化は、これらの変化がパケット到着時間に影響を与え始める前でさえも、加入者局によって検出されるかもしれない。従って、信号品質測定は、これら変化を検知するようになされ、これら測定値は、影響を受けたパケットが到着し始める前に、デジッタバッファサイズを調節するために使用されうる。 After initialization, for example, during steady state operation, the signal quality within a sector may be used to improve de-jitter buffer operation. Changes in signal quality may be detected by the subscriber station even before these changes begin to affect packet arrival times. Thus, signal quality measurements are made to detect these changes, and these measurements can be used to adjust the de-jitter buffer size before the affected packet begins to arrive.
信号品質における変化を検知するために、セクタ信号品質が、時間にわたって測定されうる。ランニングアベレージ(running average)を保つことによって、時間にわたった信号品質変化と平均信号品質とが計算されうる。従って、信号品質における正及び負の両方の変化が、プロセッサ416によって特定され、分析される。このプロセッサ416はまた、デジッタバッファ412の適切な適応を行うことができる。例えば、セクタ信号品質変化は、パケット遅延において今にも起こりそうな(impending)変化を示しうるので、新たな遅延時間に備えてそのサイズを適応するデジッタバッファをトリガする。
In order to detect changes in signal quality, sector signal quality can be measured over time. By maintaining a running average, changes in signal quality and average signal quality over time can be calculated. Thus, both positive and negative changes in signal quality are identified and analyzed by the
1つの実施形態では、フィルタは信号品質のランニングアベレージを追跡するために用いられうる。短期の平均は、セクタ信号品質の変化を検知するために比較されうる。使用されうるフィルタの1つの例は、1.66ミリ秒のスロット長さを持つ64のスロットフィルタである。これは、およそ20ミリ秒の短期平均となるであろう。他のフィルタもまた同様に使用されうることが当業者によって認識されるであろう。ランニングアベレージ測定における連続値を比較することによって、加入者局は、セクタ信号品質における変化を検知しうる。信号品質変化が、負の変化を示す場合、増加したパケット遅延が予期され、プロセッサ416は、この遅延に備えてサイズを増加するようにデジッタバッファ412に指示しうる。一方、低い信号品質から高い信号品質への変化が検知される場合、パケット遅延の減少が予期され、デジッタバッファ412は、そのサイズを縮小しうる。
In one embodiment, the filter may be used to track signal quality running averages. Short-term averages can be compared to detect changes in sector signal quality. One example of a filter that can be used is a 64 slot filter with a slot length of 1.66 milliseconds. This would be a short term average of approximately 20 milliseconds. One skilled in the art will recognize that other filters can be used as well. By comparing the continuous values in the running average measurement, the subscriber station can detect changes in the sector signal quality. If the signal quality change indicates a negative change, an increased packet delay is expected and the
初期化および定常状態動作に加えて、本明細書で開示したデジッタバッファは、ハンドオフ事象を予期して適応しうる。加入者局400によって生成されうる、計画された又はスケジュールされたハンドオフに関する予備情報は、実際のハンドオフ事象に先立って、デジッタバッファ412に対して適応するようにトリガするために使用されうる。ハンドオフは、1xEV−DOシステム及び他の無線システムにおいて、突然かつ極端なパケットジッタの最大のソースかもしれない。ハンドオフ事象は、加入者局によってトリガされ、それらは一般に実行数ミリ秒前にスケジュールされる。1xEV−DOでは、例えば、ハンドオフは、その実行100ミリ秒以上前にスケジュールされるかもしれない。本明細書で開示する例示的な実施形態では、スケジューリング情報は、デジッタバッファ412に提供され、デジッタバッファは、ハンドオフに先立って適応されうる。
In addition to initialization and steady state operation, the de-jitter buffer disclosed herein can accommodate and anticipate handoff events. Preliminary information regarding planned or scheduled handoffs that may be generated by the
加入者局400は、加入者局400が様々な基地局に対して移動すると、パイロット信号の強度をモニタするセクタ選択アルゴリズムを含みうる。接続している基地局からのパイロット信号が十分減少し、新たな基地局へのハンドオフが必要である場合、セクタ選択アルゴリズムは、スケジュールされたハンドオフを、接続している基地局へ通知するために前記基地局へ送られる信号を生成しうる。1つの実施形態では、この信号はまた、プロセッサ416、あるいはデジッタバッファ412へも送られる。この信号は、今にも起こりそうなハンドオフに備えてそのサイズを増やすようにデジッタバッファ412をトリガしうる。あるいは、プロセッサ416のようなプロセッサによって実施されるセクタ選択アルゴリズムは、接続されている基地局へ信号が送られるのと同時又はほぼ同時に、デジッタバッファ412に直接信号を送りうる。これによって、デジッタバッファ412は、ハンドオフ事象が起こる前のより長い時間における調節が可能となろう。ハンドオフが完了した後、セクタ選択アルゴリズムは、デジッタバッファ412に対して信号を送る。これは、デジッタバッファ412に対して通常動作を再開するようにトリガする。
図5は、デジッタバッファを適応的に調節する方法を例示する。これによって、その性能は、使用されているエアインタフェースの特性に従って高められる。図5に例示された方法の何れの部位も、デジッタバッファの動作の向上のために、単独で、あるいは、他の部位と組み合わせて使用することができる。ブロック500では、セクタ負荷、信号品質、あるいは信号品質変化が測定されうる。これらの測定値、あるいはそれらの任意の組合せに基づいて、そのセクタ内の信号において到着するパケットのおおよその遅延が推定される。次にブロック502において、適切なデジッタバッファサイズが計算される。例えば、パケット到着遅延が小さいと推定される場合、デジッタバッファサイズは、小さいかもしれない。一方、パケット到着遅延が大きいと推定される場合、デジッタバッファサイズは、大きくする必要がありうる。ブロック504では、デジッタバッファが、様々なチャネル条件に基づいて推定されるパケット遅延に従って初期化される。
FIG. 5 illustrates a method for adaptively adjusting the de-jitter buffer. This enhances its performance according to the characteristics of the air interface being used. Any part of the method illustrated in FIG. 5 can be used alone or in combination with other parts to improve the operation of the de-jitter buffer. At
初期化後、デジッタバッファの動作は、メッセージの送信中に生じうるある事象に従って適応されうる。例えば、信号品質が変化する場合、セクタ負荷が増加するか、あるいは加入者局が基地局から離れるので、パケットジッタが増加するかもしれない。デジッタバッファサイズは、この増加が生じる前に、適応されうる。ブロック506では、信号品質の変化が検出されうる。そして、ブロック508では、信号品質変化に従ってデジッタバッファサイズを増加又は減少させることによって、デジッタバッファの安定状態動作が調節される。例えば、信号品質が増加した場合、より少ないジッタが予想されうるので、デジッタバッファサイズは減少されうる。一方、信号品質が低下した場合、ジッタの増加が予想されうるので、デジッタバッファサイズは増加されうる。
After initialization, the operation of the de-jitter buffer can be adapted according to certain events that can occur during transmission of the message. For example, if the signal quality changes, packet jitter may increase because the sector load increases or the subscriber station moves away from the base station. The de-jitter buffer size can be adapted before this increase occurs. At
上記説明したように、パケット遅延における変化を引き起こす別の事象はハンドオフである。ブロック510では、ハンドオフは、事象をスケジュールすることによって予期されるかもしれない。例えば、加入者局はハンドオフをスケジュールするかもしれず、また、ハンドオフを予期するデジッタバッファに対してスケジューリング情報を提供しうる。ブロック512では、デジッタバッファは、今にも起こりそうなハンドオフに対応するために調節されうる。具体的には、デジッタバッファは、ハンドオフ発生時に経験する増加したジッタを効果的に取り扱うためにサイズを増加する。ブロック512におけるデジッタバッファの調節はまた、低いジッタが再び予期される場合に、ハンドオフ後のデジッタバッファサイズを縮小することを含みうる。
As explained above, another event that causes a change in packet delay is a handoff. At
もちろん、初期化後、図5に例示する適応手順が任意の順序で実行され、示された正確な順序に限定されないことが理解されるべきである。例えば、信号条件変化の前にハンドオフが生じるかもしれない。その場合、デジッタバッファサイズは、信号品質における変化に応答してデジッタバッファサイズを調節する前に、ハンドオフに対応するように適応されうる。 Of course, after initialization, it should be understood that the adaptation procedures illustrated in FIG. 5 are performed in any order and are not limited to the exact order shown. For example, a handoff may occur before the signal condition changes. In that case, the de-jitter buffer size may be adapted to accommodate the handoff before adjusting the de-jitter buffer size in response to changes in signal quality.
このように、無線通信からジッタを取り除く斬新で改良された方法及び装置が開示された。上述した記載の全体で引用されているデータ、指示、命令、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、有利なことに、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光学場または光学微粒子、あるいはこれら何れかの組み合わせによって表現されうることを、当業者であれば理解するであろう。これら熟練者であれば、更に、ここで開示された実施形態に関連して記載された様々な説明的論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子工学ハードウェア、コンピュータソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせとして実現されることを理解するであろう。様々に例示された部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能に関して一般的に記述された。それら機能がハードウェアとして又はソフトウェアとして実現されているかは、特定のアプリケーション及びシステム全体に課せられている設計制約に依存する。熟練技術者は、これらの環境の下、ハードウェアとソフトウェアとは交換可能であり、かつ、各特定のアプリケーションのために記載された機能を実現するのに最良であることを認識する。例として、ここで開示された実施形態に関連して記述された様々な説明的論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップは、デジタル信号プロセッサ(DSP)、アプリケーションに固有の集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)あるいはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートあるいはトランジスタロジック、例えばレジスタ及びFIFOのようなディスクリートハードウェア部品、ファームウェア命令のセットを実行するプロセッサ、任意の従来式プログラマブルソフトウェアモジュール及びプロセッサ、又は上述された機能を実現するために設計された上記何れかの組み合わせを用いて実現又は実行されうる。プロセッサは、有利なことにマイクロプロセッサを用いることが可能であるが、代わりに、従来技術によるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックデバイス、ロジック素子からなるアレイ、あるいは状態機器を用いることも可能である。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD−ROM、あるいは当該技術分野で知られているその他の型式の記憶媒体に収納されうる。典型的なプロセッサは、有利なことに、そこから情報を読み出したり、そこへ情報を書き込むことができるように、記憶媒体に接続される。または、記憶媒体はプロセッサに統合されうる。このプロセッサと記憶媒体は、ASIC内に存在することができる。ASICは、電話又は他のユーザ端末内に存在することもできる。あるいはこのプロセッサと記憶媒体も、電話又は他のユーザ端末内に存在することもできる。プロセッサは、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、あるいはDSPコア等と協働する2つのマイクロプロセッサとして実現されうる。 Thus, a novel and improved method and apparatus for removing jitter from wireless communications has been disclosed. Data, instructions, instructions, information, signals, bits, symbols, and chips cited throughout the above description advantageously include voltage, current, electromagnetic waves, magnetic fields or magnetic particles, optical fields or optical particles, Alternatively, those skilled in the art will understand that they can be expressed by any combination thereof. Those skilled in the art may further understand that the various illustrative logic blocks, modules, circuits, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein are electronic hardware, computer software, or It will be understood that it is realized as a combination. Various illustrated components, blocks, modules, circuits, and steps have been generally described in terms of their functionality. Whether these functions are implemented as hardware or software depends on specific applications and design constraints imposed on the entire system. The skilled engineer recognizes that, under these circumstances, hardware and software are interchangeable and are best suited to implement the functions described for each particular application. By way of example, the various illustrative logic blocks, modules, circuits, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein can be a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), Field programmable gate array (FPGA) or other programmable logic device, discrete gate or transistor logic, discrete hardware components such as registers and FIFOs, processors that execute a set of firmware instructions, any conventional programmable software modules and processors Or any combination of the above designed to implement the functions described above. The processor may advantageously use a microprocessor, but may alternatively use prior art processors, controllers, microcontrollers, programmable logic devices, arrays of logic elements, or state machines. is there. The software modules may be stored in RAM memory, flash memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, registers, hard disks, removable disks, CD-ROMs, or other types of storage media known in the art. A typical processor is advantageously connected to the storage medium so that information can be read from and written to it. In the alternative, the storage medium may be integral to the processor. The processor and storage medium can reside in the ASIC. The ASIC can also reside in a telephone or other user terminal. In the alternative, the processor and the storage medium may reside in a telephone or other user terminal. The processor can be realized as a combination of a DSP and a microprocessor, or as two microprocessors cooperating with a DSP core or the like.
本発明の実例となる実施形態は、このように示され記述された。しかしながら、多くの変形例が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書で開示された実施形態に対してなされることが当業者に明らかになるであろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲に従ったもの以外には限定されていない。 Illustrative embodiments of the present invention have thus been shown and described. However, it will be apparent to those skilled in the art that many modifications can be made to the embodiments disclosed herein without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the invention is not limited except as according to the appended claims.
Claims (27)
エアリンクの特性における変化を検出することと、
前記特性における変化に基づいてパケット遅延を推定することと、
前記特性における変化がパケット到着時間に影響を与える前に、前記推定されたパケット遅延に基づいて前記デジッタバッファを適応させることと
を含む方法。A method of adapting a de-jitter buffer,
Detecting changes in the characteristics of the air link;
Estimating a packet delay based on a change in the characteristic;
Adapting the de-jitter buffer based on the estimated packet delay before a change in the characteristic affects packet arrival time .
前記ハンドオフ事象をスケジュールすることと、
前記スケジュールされたハンドオフ事象に基づいてパケット遅延を推定することと、
前記推定されたパケット遅延に基づいて前記デジッタバッファを適応させることと
を含む方法。A method of adapting a de-jitter buffer before a handoff event,
Scheduling the handoff event;
Estimating a packet delay based on the scheduled handoff event;
Adapting the de-jitter buffer based on the estimated packet delay.
エアリンク特性の測定値を取得し、前記エアリンク特性における変化に基づいてパケット遅延を推定し、前記エアリンクの特性における変化がパケット到着時間に影響を与える前にデジッタバッファサイズが適応されるように、前記推定されたパケット遅延に基づいて前記デジッタバッファサイズを計算するように構成されたプロセッサと、
前記計算されたデジッタバッファサイズに一致することができる適応可能なサイズを持つように構成されたデジッタバッファと
を備える加入者局。A receiver configured to receive communication signals over a wireless air link;
Obtain measurements of air link characteristics, estimate packet delay based on changes in the air link characteristics, and dejitter buffer size is adapted before changes in the air link characteristics affect packet arrival times A processor configured to calculate the de-jitter buffer size based on the estimated packet delay ;
A subscriber station comprising a de-jitter buffer configured to have an adaptive size that can match the calculated de-jitter buffer size.
適応可能なサイズを持つように構成されたデジッタバッファとを備え、
前記デジッタバッファは、前記計算されたサイズに一致可能である加入者局。A processor configured to obtain information about a scheduled handoff, estimate a packet delay as a function of the scheduled handoff, and calculate a de-jitter buffer size as a function of the estimated packet delay;
With a de-jitter buffer configured to have an adaptable size,
The de-jitter buffer is a subscriber station that can match the calculated size.
エアリンクの特性における変化を検出することと、
前記特性における変化に基づいてパケット遅延を推定することと、
前記特性における変化がパケット到着時間に影響を与える前に、前記推定されたパケット遅延に基づいて前記デジッタバッファを適応させることと
を含むコンピュータ読取可能媒体。A computer readable medium incorporating a program of instructions executable by a computer to perform a method of adapting a de-jitter buffer, the method comprising:
Detecting changes in the characteristics of the air link;
Estimating a packet delay based on a change in the characteristic;
Adapting the de-jitter buffer based on the estimated packet delay before a change in the characteristic affects packet arrival time .
前記ハンドオフ事象をスケジュールすることと、
前記スケジュールされたハンドオフ事象に基づいてパケット遅延を推定することと、
前記推定されたパケット遅延に基づいて前記ジッタバッファを適応させることと
を含むコンピュータ読取可能媒体。A computer readable medium incorporating a program of instructions executable by a computer to perform a method of adapting a de-jitter buffer prior to a handoff event, the method comprising:
Scheduling the handoff event;
Estimating a packet delay based on the scheduled handoff event;
Adapting the jitter buffer based on the estimated packet delay.
前記受信した通信信号に基づいて、前記無線エアリンクの特性における変化の検出を判定する手段と、
前記無線エアリンクにおいて判定された特性の関数としてデジッタバッファサイズを計算する手段と、
前記デジッタバッファサイズが、前記計算されたサイズに一致するように、前記無線エアリンクの特性における変化がパケット到着時間に影響を与える前に前記デジッタバッファサイズを適応させる手段と
を備える加入者局。Means for receiving a communication signal over a wireless air link;
Means for determining detection of a change in the characteristics of the wireless air link based on the received communication signal;
Means for calculating a de-jitter buffer size as a function of characteristics determined in the wireless air link;
Means for adapting the de-jitter buffer size before a change in the characteristics of the radio air link affects packet arrival time so that the de-jitter buffer size matches the calculated size Bureau.
前記スケジュールされたハンドオフの関数としてパケット遅延を推定する手段と、
前記推定されたパケット遅延の関数としてデジッタバッファサイズを計算する手段と、
前記計算されたサイズにデジッタバッファを一致させる手段と
を備える加入者局。Means for obtaining information about scheduled handoffs;
Means for estimating packet delay as a function of the scheduled handoff;
Means for calculating a de-jitter buffer size as a function of the estimated packet delay;
Means for matching a de-jitter buffer to said calculated size.
前記特性における変化に基づいてパケット遅延を推定する手段と、
パケットを格納する手段と、
各データパケットに対応する遅延を格納する手段と、
前記特性における変化がパケット到着時間に影響を与える前に、デジッタバッファのサイズを調節する手段と
を備えるジッタ補償装置。 Means for detecting changes in the characteristics of the air link;
Means for estimating packet delay based on a change in said characteristic;
Means for storing packets;
Means for storing a delay corresponding to each data packet;
Means for adjusting a size of a de-jitter buffer before a change in the characteristic affects a packet arrival time .
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